ヤングの二重スリット：光の波長を測る
1 · 予測
近接した2本のスリットを通る光はスクリーンに明暗縞を作ります。スリット間隔を狭くすると縞は密になるか広がるでしょうか？
- スリットが近いほど縞間隔は狭くなります。
- 縞間隔はスリット間隔に依存しません。
- 広がります。小さい間隔ほど縞模様が広がります。
2 · 準備
- young-double-slit プリセットを開いて Reset を押します。波長は550 nm、スクリーンはスリットから100 cmです。
- 縞間隔読み出しを有効にします。
- 各試行でスリット間隔を設定し、スクリーンの縞間隔を記録します。
3 · データ収集
| スリット間隔 d (µm) | 縞間隔 y (mm) |
|---|---|
| 50.00 | |
| 100.00 | |
| 150.00 |
3回の試行について縞間隔 y（縦軸）を1/d（横軸）に対してプロットします。原点を通る直線ですか？
4 · 分析
- λ = 550 nm、L = 100 cm を用い y = λL/d を計算し、単位を変換して mmで表します。表と比較します。
- y = λL/d から、スリット間隔 d が小さいほど縞が広くなる（一見逆の直感）理由を説明します。
5 · 発展
- 縞間隔・スリット間隔・スクリーン距離を測って λ を逆算できます。可視光の波長を精密測定した方法です。小さい d が測れる広い縞を作るため必要な理由を説明します。
- ヤングの実験では安定した干渉のため両スリットの光がコヒーレントである必要があり、1つの小光源で両方を照らしました。独立で無相関の光源が安定縞を作れない理由を説明します。
この実験の物理
二重スリットの縞間隔
距離 d で離れたコヒーレントな2スリットは距離 L のスクリーンに y = λL/d の縞を作ります。間隔が小さいほど、波長が長いほど縞は広がります。